Fertilización y riego. Principios generales para su racionalización

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1 Fertilización y riego. Principios generales para su racionalización Zaragoza, 18 marzo 2013 Curso: Gestión de la fertilización y el riego en agricultura de conservación Organiza: IBERCIDE-AGRACON Ramón Isla Climente Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón (CITA) Gobierno de Aragón

2 Esquema de la presentación 1) Introducción: Por qué es necesario mejorar la eficiencia?. 2) Principios básicos de la fertilización. Especial mención al maíz en regadío. 3) Interacción Fertilización y riego. 4) Fertirriego en sistemas de aspersión. 5) Cálculo de las necesidades de riego.

4 Razones para mejorar la eficiencia del agua y de los fertilizantes Intereses particulares (del agricultor): Mejorar el rendimiento del cultivo Disminución de los gastos de la explotación. El abonado nitrogenado en muchos cultivos supone un gasto muy importante (20-30%). Intereses generales (de la sociedad) Disminuir los impactos negativos de la agricultura. En el caso del agua existe competencia con otros usos. Nutrientes: contaminación aguas, perdidas a la atmósfera, emisión gases efecto invernadero.

5 Contaminación de las aguas por nitratos Sobre la salud humana. Metahemoglobinemia Sobre el Medio ambiente: Eutrofización de las aguas Legislación española: Límite de 50 mg/l de nitrato para agua potable Sobre las aguas superficiales Eutrofización

6 Años y N Fertilización N Drenaje oct nov dic ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic ene feb mar abr may jun jul ago sep N aportado por fertilización (Mg N) N exportado por el drenaje (Mg N-NO3 - ) Contaminación de las aguas por nitrato Cuándo se produce el lavado del nitrato? Polígono de riego de La Violada: Oct94-Sept96 (antes de la modernización)

8 Curva típica de respuesta al fertilizante Riesgo de tener menor retorno económico del fertilizante aplicado % del rendimiento máximo Riesgo de perdida de rendimiento si no se aplica fertilizante Abonar siempre Considerar: - Condiciones de mercado - Tipo de manejo - Riesgo a asumir Nunca abonar Nivel crítico Muy Bajo Bajo Optimo Alto Muy alto Nivel de Fósforo o Potasio

9 Fuente: Pioneer

10 NITRÓGENO Ensayos CITA

11 Respuesta al N disponible en maíz Rendimiento (t/ha) 258 kg N/ha Nitrógeno disponible (Suelo Fertilizante) kg N/ha Fuente: Berenguer et al. (2009); Eur. J. Agron. 30(3):

12 EFECTO DE DOSIS EXCESIVAS DE FERTILIZANTE N P ro d u c c ió n d e g ra n o (k g /h a ) Asp04-maíz Prod Grano N-residual suelo N-extraído cultivo N re s id u a l e n s u e lo ; N e x tra íd o (k g /h a ) Acumulación de N residual el en suelo después del cultivo Dosis N aplicadas (kg N/ha) Datos CITA

13 Momento de absorción por el cultivo. Maíz Biomasa Absorción N MAIZ Penacho Madurez Biomasa (kg/ha) 4 hojas 9 hojas Grano Absorción N (kg/ha) Días tras siembra

14 Esquema de la presentación 1) Introducción: Por qué es necesario mejorar la eficiencia?. 2) Principios básicos de la fertilización. Especial mención al maíz en regadío. 3) Interacción Fertilización y riego. 4) Fertiriego en sistemas de aspersión. 5) Cálculo de las necesidades de riego.

15 Interacción Fertilización N y Riego Ensayos CITA: Metodología Prácticas tradicionales frente a prácticas mejoradas. lisímetros de drenaje Dosis de nitrógeno: Mejorada (N1): 275 kgn/ha Tradicional (N2): 400 kgn/ha Fraccionamiento: 1/3 sementera /3 cobertera NO 3 NH 4 : 33.5% Dosis de riego: Mejorada (I1): LF=0,1 o Eficiencia riego= 0,9 Tradicional (I2): LF=0,4 o Eficiencia riego= 0,6

16 Interacción Fertilización N y Riego Ensayos CITA: Resultados Grano (14%) Media años 1996 y 1997 Nitrato lavado Kg/ha % maximo Kg N/ha % máximo N1I N1I N2I N2I N N I I Mejora debida a combinación del riego y reducción de dosis Mejora debida a reducción de dosis Mejora debida al riego

18 Fertirriego de fertilizantes N en aspersión La uniformidad de la fertilización es la uniformidad del riego: suspender la fertilización con viento. Llenar un depósito auxiliar con la cantidad de fertilizante a aplicar en el sector de riego. Comenzar a inyectar media hora tras comenzar a regar. El riego se debe prolongar una hora tras finalizar la inyección del fertilizante. Lavado sales de la superficie de las hojas y limpieza de tuberías.

19 Bombas dosificadoras Hidráulicas Fertilizante Toma de presión de agua Toma de inyección de fertilizante

20 Bombas dosificadoras Eléctricas Fertilizante Bomba

22 Cálculo de las necesidades de riego 1. La determinación de las necesidades de riego de los cultivos. 2. Las técnicas de programación del riego. 3. Programación de riegos de los cultivos con la información de la Oficina del Regante del Gobierno de Aragón.

23 Cálculo de las necesidades de riego Introducción La determinación correcta de las necesidades hídricas de los cultivos es fundamental para el buen uso del agua en nuestros regadíos. El riego insuficiente puede producir descensos del rendimiento. El riego excesivo moviliza sales, fertilizantes y productos fitosanitarios que contaminan las aguas de retorno del regadío. En la actualidad hay necesidad de hacer un manejo eficiente del agua en el regadío. Alta demanda de agua de los distintos sectores. Limitación de recursos de agua. Demanda social para hacer un buen uso del agua.

24 La evaporación y transpiración de una comunidad vegetal Un campo de cultivo pierde agua a la atmósfera en los procesos de transpiración (T) de las cubiertas vegetales y de evaporación de la superficie del suelo y de las plantas mojadas por el riego (E). Los procesos de T y E se producen simultáneamente en forma de vapor de agua y es difícil separarlas y se engloban en el término evapotranspiración (ETc). La cantidad evaporada y transpirada del suelo y de las plantas depende de la superficie de suelo cubierto por el cultivo. La ETc representa la cantidad de agua que el cultivo necesita para su producción óptima

25 Cómo se calculan las necesidades brutas de riego de los cultivos (NRb)? La ETo se calcula a partir de variables meteorológicas: temperatura, humedad, viento y radiación solar. La ETc = ETo x Kc También hay que determinar la precipitación efectiva (PE). Las necesidades hídricas netas se calculan con la relación: (NHn = ETc - PE). Con aguas salinas es importante determinar las necesidades de lavado de sales del suelo (NL). Cada riego tiene una Eficiencia de aplicación (Ea) Por último se determinan las necesidades brutas de riego (NRb). NRb=NHn/((1-NL)xEa))

26 La Evapotranspiración de referencia (ETo) La evapotranspiración de referencia (ETo) se define como el consumo de agua de: Hierba corta de 8 a 15 cm de altura Cultivada en un campo extenso En crecimiento activo y sana Sombreando totalmente el suelo Bien provista de agua La ETo se calcula con diferentes métodos utilizando datos climáticos y adecuados a las condiciones de Aragón: Penman -Monteith es el método más recomendado en la actualidad Métodos de la FAO (Hargreaves)

27 El coeficiente de cultivo Kc El Kc cuantifica el efecto del propio cultivo en sus necesidades hídricas. El Kc debe ser obtenido experimentalmente en las distintas áreas de cultivo. El Kc es variable a lo largo del año y depende del desarrollo foliar del mismo. Normalmente el Kc es independiente de las condiciones climáticas. El Kc en fases iniciales depende de la frecuencia de riego. A mayor frecuencia, mayor Kc.

28 Determinación de Kc en cultivos anuales El ciclo del cultivo se divide en 4 fases: 1. Fase inicial. Desde siembra al 10% de suelo sombreado (SS) 2. Fase de desarrollo. Hasta el 70% de SS 3. Fase de mediados. Hasta comienzo de la senescencia de las hojas 4. Fase de finales. Hasta la maduración o recolección. Se determina la duración de las 4 fases a partir de información local. Esto afecta mucho a la ETc

29 Coeficiente de cultivo (Kc in.) Curva de Kc para un cereal Se construye a partir de: 1) la duración de las 4 fases y 2) valores tabulados de los Kc indicados Kc med. Kc fin. Kc in. Inicial Desarrollo Mediados Finales Tiempo desde la siembra

30 Coeficientes de cultivo en alfalfa 1,2 Valor Medio 0,8 Corte 1 Corte 2 Corte 3 Corte 4 0,4 Tiempo

31 Programación de los riegos La programación consiste en el establecimiento de las dosis e intervalos de riego para la producción óptima del cultivo. Se necesita flexibilidad en el suministro. A veces las CC RR establecen restricciones que pueden coexistir con una buena programación. El principio fundamental de una buena programación es que durante todo el ciclo del cultivo las necesidades hídricas del cultivo deben estar cubiertas por el riego y lluvia sin que se produzca déficit hídrico. La programación se puede hacer en función de la humedad del suelo, clima y cultivo.

32 La programación del riego En principio la programación considerando las variables meteorológicas (ETo) y las características del cultivo (Kc) es suficiente. Las medidas en el propio cultivo son utilizadas en investigación. Potencial hídrico en hoja. Temperatura de la cubierta vegetal. Medida del flujo de savia. La instalación de sondas para el control del estado hídrico del suelo puede ser un importante apoyo, pero presenta el problema de la variabilidad espacial.

33 Efecto de textura del suelo en el agua disponible 0,40 Arena Franco areno. Franco limoso Franco arcilloso Arcilla Humedad cm/cm 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 AD % Arcilla

34 Régimen de riego y nivel de extracción de manejo mm Intervalos demasiado grandes CC PM Nivel de extracción de manejo Déficit hídrico Tiempo En la zona marcada el calendario de riegos es malo y causa pérdidas en el cultivo

35 Ejemplo de programación en maíz con riego por aspersión Se pueden establecer distintas programaciones Por ejemplo las tres programaciones que aparecen en la tabla son adecuadas. Cultivo de maíz en julio con necesidades brutas de riego de 220 mm y un sistema con pluviometría de 6 mm/hora. Número de riegos en el mes Duración del riego (horas) 1hora 50 minutos 2 horas 30 minutos 3 horas 40 minutos Dosis por riego (mm) La elección depende del tipo de suelo. Cantidad mensual de riego (mm)

36 Programación del riego de los cultivos con la información de la Oficina del Regante del Gobierno de Aragón

37 La programación de riegos en Aragón En las distintas CC AA se han puesto en marcha servicios de asesoramiento al regante. En Aragón este asesoramiento se hace a través de la Oficina del Regante (OdR) que actualmente está en la empresa pública SARGA. El objetivo general de la OdR es asesorar a los regantes para la mejora del uso del agua. Facilita los valores de las necesidades hídricas de los principales cultivos para la programación óptima del riego basada en la red SIAR. Ofrece apoyo en la gestión de las CC RR con el programa de gestión Ador. Facilita la formación continua de los regantes.

38 Instalación de la red SIAR en Aragón La red SIAR la instala el Ministerio de Agricultura en las distintas comunidades autónomas. En Aragón la red SIAR se completó en 2005 y actualmente hay 46 estaciones instaladas en las principales zonas regables de Aragón. La Oficina del Regante (SARGA) es la encargada de la gestión de la red SIAR en Aragón. La gestión incluye el mantenimiento de las estaciones y explotación de los datos. Las estaciones son automáticas y disponen de sensores de: Temperatura, Humedad relativa, Velocidad y dirección del viento, Radiación solar y Pluviómetro

39 Portal Web de la Oficina del Regante Hay que registrarse pero es gratuito Datos meteorológicos: Horarios Diarios Por periodos seleccionados por el usuario Valores de ETo y Kc Necesidades de riego de los cultivos: Herbáceos Frutales Programación semanal del riego a tiempo real.

40 Mapa de ubicación de estaciones

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46 Consulta hecha el 18 de septiembre de 2012

47 Consulta hecha el 18 de septiembre de 2012

48 Necesidades de riego del maíz en Ejea en 2012 mm/semana

49 Necesidades de riego del maíz en Ejea en 2012 mm/semana 8170 m 3 /ha

50 Ejemplo del riego para la semana del 22 al 28 de agosto de 2012 en maíz en Ejea Las necesidades de riego del maíz para esa semana fueron de 56 mm. Suponemos un sistema de aspersión con pluviometría de 6 mm/hora = 6 L/m 2 y h. Se necesitan: 56/6 = 9,3 horas de riego/semana Tres programaciones que cubren las necesidades. Número de riegos por semana Duración del riego 1,4 (1 h 20 min) 1,9 (1 h 54 min) 3,1 (2 h 6 min) Dosis por riego (mm) 8,4 11,4 18,6 Riego semanal (mm) 58,8 57,0 55,8